О проблемах при использовании ТП.

О проблемах при использовании ТП.

                Все, кто серьезно занимался вопросами охлаждения компонентов ПК, согласятся с тем, что к выбору такого, на первый взгляд, незначительного компонента как термоинтерфейс пренебрежительно относиться не стоит. Ведь зачастую смена штатной термопасты на более эффективную приносит немалое улучшение температурных режимов процессора / видеочипа, иногда сравнимое с приобретением нового кулера.
                Необходимо правильно работать с термопастой, ведь корректное нанесение слоя термопасты - это один из важных критериев получения качественного охлаждения. Даже при наличии очень эффективного кулера неправильно выбранная и/или плохо нанесенная ТП, сведет почти все старания кулера на нет, поскольку теплопередача будет страдать.
                Наносить термопасту нужно при замене процессора или кулера, высыхании старой термопасты, покупке нового процессора без предварительно нанесенной термопасты или раз в пару лет для профилактики. Если вы не уверены, что сможете нанести термопасту самостоятельно, не причинив вред вашему компьютеру, лучше обратитесь к специалисту. 

                Из-за чего происходит некачественное нанесение ТП, вследствие чего будет нарушен отвод тепла от процессора? Первая причина заключается в недостатке в конструкции крепления кулеров. Они в своем большинстве не обеспечивают надежной фиксации и необходимого усилия поджатия, а уж про регулировку и говорить не приходится. Вторая - это применение ТП с повышенной вязкостью или даже высохших. Для них никакого усилия поджатия самого лучшего механизма не хватит. 
                Но нельзя не предъявить претензии и производителям ТП. В сертификате обязательно должна быть указана вязкость ТП и рекомендуемое усилие прижатия. Проверить эти параметры практически невозможно, но следует тщательно выбирать подходящую ТП с учетом требуемых значений. Впрочем, при необходимости можно сдать ТП на экспертизу в соответствующую службу для проверки на соответствие и предъявить претензии.

                При монтаже необходимо использовать ТП текучие, чтобы все ее излишки были выдавлены из зазора. Этим обеспечится его минимальная толщина и минимальное тепловое сопротивление. Но и высыхать они не должны, иначе их теплопроводность с высыханием будет ухудшаться.

                При нормальной вязкости теплопроводящей пасты нет необходимости нанесения ее "с запасом".

                При нормальном состоянии поверхности крышки процессора и подошвы кулера указанного количества ее (0,1-0,05 мл) достаточно для заполнения зазора и получения минимального теплового сопротивления.

                Рекомендованное нанесение в виде капли или полоски дает хорошее, без пузырьков, растекание пасты в зазоре.

                Но никакой растворитель не поможет, если Вы сумели размесить ссохшийся комок старой ТП. Со временем растворитель испарится и его место займет воздух.

                Просто густая ТП после испарения растворителя останется густой ТП, но уже меньшей толщины.

                Не стоит злоупотреблять разбавителями, - они сильно ухудшают теплопроводящие свойства ТП.

                Отдельно нужно сказать про отрицательные свойства термопаст, содержащих металлическую пудру, как правило, алюминиевую или серебряную (например, Titan Silver). На рис. 1 приведены фото, где мы наблюдаем переизбыток нанесенной ТП. Кстати, компьютер, в котором использовался такой процессор, попал на ремонт в сервисную фирму с жалобой на то, что он не загружается.

Рис. 1.

                Чем грозит такой избыток пасты? Например, на верхней крышке процессора AMD находятся металлические перемычки, отвечающие за величину напряжения питания, множителя тактовой частоты, конфигурации кэш памяти и конденсаторы цепи питания процессора. А "серебрянка", которой так густо замазана вся верхняя поверхность, имеет некоторую электропроводность, так как содержит в своем составе чистое серебро. Производители, правда, пишут, что такая паста ток не проводит, но в отличие от той же КПТ-8 нигде не приводят данные по удельному сопротивлению и максимальному напряжению пробоя, что наводит на мысль о том, что в данном случае они лукавят. Факты также подтверждают это предположение.

                Зачастую в неаккуратных руках такая серебрянка попадает и на нижнюю поверхность процессора. Отчистить ее из пространства между выводами оказывается гораздо труднее, чем с верхней поверхности (рис. 2). При этом процессор может не запускаться совсем или работать со сбоями, постоянно повисая или перезагружаясь.

Рис. 2. "Серебрянка" попала между выводами процессора и процессор не запускается.

                Таким процессорам вернуться к нормальной жизни поможет тщательная очистка. Если верхнюю крышку процессора в ряде случаев можно аккуратно отмыть водой, то для обработки пространства между контактами этот способ не подходит. Еще хуже, когда такая термопаста попадает на плотный монтаж материнской платы - чистить и отмывать материнские платы гораздо труднее. Кроме того, влага, попав под большие микросхемы с BGA выводами, может вызвать окисление и нарушение контакта. Поэтому платы приходится отчищать при помощи чистого бензина марки "Калоша" и большого количества спирта. Самая же трудоемкая и требующая большой аккуратности процедура - это удаление термопасты, попавшей на процессорный разъем LGA. Нежные контактные лепестки очень легко загибаются, и выправить их зачастую бывает невозможно. Поэтому тут приходиться пользоваться мягкой беличьей кисточкой во избежание окончательного повреждения материнской платы.

                Обобщая информацию, представленную в данной обзорной статье, о работе с термоинтерфейсом для центральных и графических процессоров, сформулируем ряд рекомендаций.

                - Необходимо применять ТП, предназначенную именно для снижения теплового сопротивления в электронных тепловыделяющих устройствах с теплопроводностью более 2-4 Вт/(м*К) и, желательно, с низкой вязкостью.

                - Необходимо рекомендовать при установке кулера процессора наносить свежую ТП, она имеет большую текучесть.

                - Наиболее заметен эффект от замены имеющейся теплопроводящей пасты на пасту с более высокой теплопроводностью на кулерах с низким тепловым сопротивлением.

                - При установке кулера после его фиксации креплением, кулер необходимо сильно прижать рукой и одновременно несколько раз вращательным движением повернуть вокруг оси в пределах существующих люфтов.

                - Прижимное усилие должно быть ограниченно заданными значениями. При его превышении есть опасность механического разрушения узла крепления или процессора, а при низком прижимном усилии повышенное Rt. Оно получается из-за избыточной толщины слоя ТП, которая при малом давлении сохраняет толщину получившуюся при ее нанесении, а при номинальном давлении излишки ТП выдавливаются за пределы контактной поверхности.

                - Относитесь к результатам тестов (измерение температуры процессора) осторожно, особенно если они, несмотря на существенно разные характеристики ТП, мало отличаются. Установка эффективного термоинтерфейса требует аккуратности и навыков.

                 Производителям отечественных ТП можно только порекомендовать повысить их текучесть. Поскольку они обеспечивают нормальную теплопроводность на процессорах с высоким тепловыделением только на зазорах 5-10 мкм. Необходимо вести работы по дальнейшему снижению размеров частиц наполнителя. Снижение их размера с 5-3 мкм до 1 мкм дает снижение теплового сопротивления примерно в 2 раза. Будет эффективно снижение частиц наполнителя до размеров порядка 0,25 мкм.

                Существует широкое поле для комбинации различных материалов в теплопроводящих композициях. Главное требование к связующему состоит в том, что оно должно хорошо смачивать применяемые материалы и не должно высыхать в течение всего срока эксплуатации. А наполнитель при хорошей теплопроводности должен иметь размер частиц 5 и менее микрометров (менее высоты неровности на сопрягаемых поверхностях).